專利名稱：一種切割頭式短壁大采高采煤機及綜合機械化采煤工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦井下開采設(shè)備，是ー種特別適用于中、小型煤礦的切割頭式短壁大采高采煤機及綜合機械化采煤エ藝。
背景技術(shù)：
目前，對于大、中型煤礦井下開采設(shè)備與開采技術(shù)，主要有大型電カ或液壓牽引綜合采煤機、運輸、液壓支架、輔助運輸設(shè)備等，大型電カ或液壓牽引綜合采煤機。綜合采煤機是集截割、裝運、行走、操作等功能于一體，主要用于截割任意形狀斷面的井下煤或半煤巖巷道的綜合掘進設(shè)備。大、中型煤礦主要以長壁開采エ藝為主進行煤炭開采。對于中、小型煤礦，這種大型設(shè)備投資很大，該大型設(shè)備對于中、小型煤礦煤炭開采エ藝也不適合推廣使用。 以上所述現(xiàn)有的大型開采設(shè)備存在以下問題I、投入高，產(chǎn)出比低采用現(xiàn)有的大型綜合機械化采煤方法，設(shè)備重、功率大、投入高、產(chǎn)出比低；2、能耗高采用目前的綜合機械化采煤方法，由于采、裝、運煤エ藝全部為大功率設(shè)備，所以單位采煤能耗高；3、適應(yīng)性差綜合機械化采煤對煤層地質(zhì)條件適應(yīng)性差，現(xiàn)有綜合機械化采煤要求煤層賦存穩(wěn)定，工作面傾斜長度在80米以上，走向長度一般在500米以上；倉房采燥只適用于小型煤礦和大、中型煤礦的殘采；4、停產(chǎn)搬家時間長和準備エ期長由于普通綜合機械化采煤設(shè)備多，體積和重量大，搬家時間長，構(gòu)建ー個工作面所需的輔助工程多，所用エ期長。而對于中、小型煤礦的開采普遍采用倉房炮采、短壁懸移頂梁開采、分層綜采、放頂煤綜采、旺格維利倉采等采煤技木。其開采設(shè)備和采煤エ藝存在以下問題I、回采率低，資源浪費驚人小型煤礦普遍采用倉房炮采，資源回收率僅在25%左右；大中型礦井采用分層綜采和放頂煤綜采，工作面資源回收率也僅在70%左右，礦井資源回收率更低，僅僅只有50%左右；2、效率低倉房、炮采機械化程度低，用人多，エ效低；分層綜采、放頂煤エ藝復(fù)雜，設(shè)備多，功率大，效益低；3、頂板問題倉房采煤、炮采頂板管理采用點柱支護，支護強度低，頂板管理困難，容易發(fā)生頂板事故；4、采掘比大分層綜采、倉房采煤掘進工程量大，放頂煤綜采回收率低，所以采掘比大，容易造成采掘銜接緊張。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的針對中、小型煤礦現(xiàn)有開采設(shè)備所存在的問題，提供ー種適合于中、小型煤礦，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，體積和重量小，適應(yīng)性強，便于安裝與運輸?shù)那懈铑^式短壁大采高采煤機，同時提供一種可解決現(xiàn)有中、小型煤礦采煤技術(shù)存在的四低(資源回收率低、產(chǎn)出比低、塊率低、エ效低)、三高(高投入、高能耗、高風險)、兩長(準備エ期長、搬家時間長)、一差(適應(yīng)性差)等突出問題的一種切割頭式短壁大采高采煤機的綜合機械化采煤エ藝。為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案是一種切割頭式短壁大采高采煤機，包括機身I、滑動機構(gòu)2、回轉(zhuǎn)座3、切割頭式切割裝置4、永磁電機裝煤裝置5、行走機構(gòu)6、輔助裝置7、輔助液壓系統(tǒng)8與電氣控制系統(tǒng)9 ；所述機身I為長方形箱體結(jié)構(gòu)，所述行走機構(gòu)6設(shè)置在機身的體內(nèi)與下面，行走機構(gòu)在工作面刮板輸送機上移動行走；所述輔助裝置7、輔助液壓系統(tǒng)8和電氣控制系統(tǒng)9都設(shè)置在機身的體內(nèi)；其特征是所述滑動機構(gòu)2安裝于機身的采煤工作面ー側(cè)，所述回轉(zhuǎn)座3安裝在滑動機構(gòu)2的花鍵軸232伸出部分，切割頭式切割裝置4鉸接在回轉(zhuǎn)座3上；所述永磁電機裝煤裝置5安裝于切割頭式短壁大采高采煤機的機頭ー側(cè)，與機身呈平行方向布置；裝煤滾筒53靠近米煤工作面ー側(cè)布置。 所述滑動機構(gòu)2包括上滑道21、下滑道22、小搖臂23、伸縮油缸24、與油缸底座25 ;所述上滑道21固定安裝在機身I頂部，下滑道22固定安裝于機身I下部，上、下滑道都靠近機尾，位于采煤工作面ー側(cè)；所述小搖臂23的上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，油缸底座25固定安裝在機身I頂部，靠近機頭與采煤工作面ー側(cè)；伸縮油缸24 —端通過小搖臂殼體銷子243鉸接在小搖臂殼體231上，另一端通過油缸底座銷子244鉸接在油缸底座25上；通過控制伸縮油缸24的行程，來推動小搖臂23在滑道內(nèi)滑動。所述小搖臂23由小搖臂殼體231、花鍵軸232、轉(zhuǎn)臂233、軸承234、回轉(zhuǎn)油缸235組成，小搖臂殼體231為整體箱型結(jié)構(gòu)，上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，軸承234安裝在小搖臂殼體231內(nèi)部的軸承座中，花鍵軸232由軸承234支撐，有花鍵的部分伸出小搖臂殼體231與回轉(zhuǎn)座3聯(lián)接；兩軸承234中間裝有轉(zhuǎn)臂233，通過平鍵與花鍵軸232聯(lián)接，轉(zhuǎn)臂233和花鍵軸232能夠同時旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臂233呈菱形，兩端設(shè)有油缸鉸接耳236，小搖臂殼體231內(nèi)部左側(cè)設(shè)有油缸鉸接耳237 ;回轉(zhuǎn)油缸235 —端通過轉(zhuǎn)臂銷子238鉸接在轉(zhuǎn)臂233上，另一端通過小搖臂銷子239鉸接小搖臂殼體231上。兩根回轉(zhuǎn)油缸235上下布置，一推ー拉，共同推動轉(zhuǎn)臂233在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，同時帶動花鍵軸232旋轉(zhuǎn)；所述回轉(zhuǎn)座3固定安裝在小搖臂殼體231中伸出的花鍵軸232上，其內(nèi)圈也設(shè)置有花鍵，能夠與花鍵軸232 —起旋轉(zhuǎn)。所述切割頭式切割裝置4由架體41、截割電機42、離合裝置43、減速機構(gòu)44、懸臂段45與截割滾筒46組成；所述截割電機42固定安裝在架體41上，離合裝置43設(shè)在截割電機42與減速機構(gòu)44之間，懸臂段45安裝在減速機構(gòu)44上，懸臂段45末端轉(zhuǎn)動聯(lián)接有截割滾筒46 ；所述截割滾筒46的割刀呈螺旋布置并裝在截割滾筒上，在截割滾筒內(nèi)裝有噴水管紐，并在截割滾筒設(shè)有噴水口，噴水口與噴水管組連接；截割電機42提供動力，通過減速機構(gòu)44和懸臂段45帶動截割滾筒46進行截割煤體；所述擺動油缸33 —端通過回轉(zhuǎn)座銷子32鉸接于回轉(zhuǎn)座上，另一端通過架體銷子34鉸接于切割頭式切割裝置的架體41上。所述永磁電機裝煤裝置包括連接臂51、永磁電機52、裝煤滾筒53、升降油缸54等；所述連接臂51通過銷子511鉸接在采煤機機身靠近機頭ー側(cè)，所述升降油缸54 —端通過銷子541鉸接在連接臂51上，另一端通過銷子542鉸接在采煤機機身上，通過調(diào)整升降油缸54的行程來控制裝煤裝置5的臥底量；所述永磁電機52由轉(zhuǎn)子521與定子522兩部分組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為定子522并與連接臂51固定安裝在一起,夕卜部為轉(zhuǎn)子521并與裝煤滾筒53固定聯(lián)接在一起；通過永磁電機52外部旋轉(zhuǎn)帶動裝煤滾筒53旋轉(zhuǎn)。一種切割頭式短壁大采高采煤機的綜合機械化采煤エ藝，采用切割頭式短壁大采高米煤機、運輸、液壓支架與輔助運輸設(shè)備，以及ー進一回通風方式，為后退式一次米全高；其特征是該綜合機械化采煤エ藝具體 流程為 工作面的布置工作面傾斜長度設(shè)在10-200米，走向長度確定在100-3000米； 割煤從機尾順槽進刀，切割頭向工作面煤壁伸入I. 5米進行左右擺動對工作面底部煤體進行切割，截割高度500-1000毫米；再進行上下擺動切割，截深500-1000毫米，靠近該切割頭式短壁大采高采煤機的機身處的500-700毫米未切割的煤壁受到頂板壓カ和煤體本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再進行左右擺動切割；割煤過程中切割頭式短壁大采高采煤機向前移動行走；永磁電機裝煤裝置將切割落煤裝入工作面刮板輸送機； 待切割頭式短壁大采高采煤機割煤至機頭后，進行退機エ序，退機過程中，永磁電機裝煤裝置對工作面剰余浮煤裝入工作面刮板輸送機，同時工作面液壓支架跟機進行拉架，對工作面頂板及時進行支護； 待切割頭式短壁大采高采煤機退機至機尾吋，拉架エ序同時結(jié)束，工作面進行整體推溜エ序，將工作面刮板輸送機推至煤壁，將該切割頭式短壁大采高采煤機推至工作面機尾順槽內(nèi)，完成一個完整的割煤循環(huán)エ藝。本發(fā)明提供的切割頭式短壁大采高采煤機與現(xiàn)有的采煤機相比較，具有突出的實質(zhì)性特點和顯著效果是I、采用掘進機截割裝置進行割煤裝煤，采用采煤機牽引裝置進行行走。它集和掘進機與采煤機的優(yōu)點，外形體積和重量小，增強了采煤機的適應(yīng)性，給采煤機的安裝與運輸創(chuàng)造了便利。2、采用低速永磁電機裝煤裝置，省去了傳統(tǒng)搖臂中的減速機構(gòu)，避免了目前搖臂經(jīng)常出現(xiàn)的故障，體積小、發(fā)熱小，損失功率小，方便控制。3、采用切割頭式切割裝置進行割煤裝煤，螺旋切割頭可實現(xiàn)上下左右擺動，使采煤機的循環(huán)步距增加至I. 5米，大大提高了出煤量。4、設(shè)備能耗低，配備ー套綜采工作面設(shè)備裝機總功率僅為600kw左右。5、適應(yīng)性強適用多種傾斜長度的工作面，適用長度為10-200米。現(xiàn)有大部分煤田的大、中、小型煤礦皆可采用該技木。本發(fā)明切割頭式短壁大采高采煤機綜合機械化采煤エ藝與現(xiàn)有的采煤方法相比較，具有顯著的有益效果是I、切割頭式短壁大采高采煤機能夠充分利用礦山壓力原理，改變傳統(tǒng)采煤機割煤為主、裝煤為輔的作業(yè)方式為裝煤為主、割煤為輔的作業(yè)形式，大大降低了采煤機的截割功率，大大降低了電カ成本；2、工作面系統(tǒng)簡單，設(shè)備搬運過程所需時間短按傾斜長度為50米的工作面計算，安裝一個綜采工作面僅需12天時間；3、生產(chǎn)安全性高該エ藝采用液壓支架對頂板進行支護，支護強度高，支護面積大，同時該エ藝能夠?qū)崿F(xiàn)先拉架后推溜，對頂板實現(xiàn)及時支護，有效地控制住了頂板；壁式工作面采用ー進一回全風壓通風方式，進回風巷及工作面斷面大，配風量大，可以很好地解決工作面的通風和瓦斯問題；4、煤炭資源回收率高該エ藝可采傾斜長度最小為10米的工作面，礦井的邊角煤柱幾乎都可以回收，礦井的資源回收率可達到80%以上；5、用人少，エ效高按傾斜長度為50米的工作面為例，每個生產(chǎn)班需配備人員7人，配備ー個綜采隊僅需61人，該隊每年回采煤量可達80萬噸，年エ效按人計算為13114噸/人，按エ計算為52噸/工；6、投入少，產(chǎn)出高按傾斜長度為50米、煤厚為5米的工作面計算，配備一套綜采工作面設(shè)備需1700萬元，但一年可回采煤量80萬噸，按噸煤利潤100元計算，一年可為企業(yè)創(chuàng)造利潤8000萬元，投入產(chǎn)出比為I :4. 7。總之，本發(fā)明可解決現(xiàn)有中、小型煤礦采煤技術(shù)存在的四低(資源回收率低、產(chǎn)出比低、塊率低、エ效低)、三高(高投入、高能耗、高風險)、兩長(準備エ期長、搬家時間長)、一差(適應(yīng)性差)等突出問題，為中小型煤礦實現(xiàn)綜合機械化采煤提供了成套采煤裝備。


圖I是本發(fā)明一種切割頭式短壁大采高采煤機主視圖。圖2是本發(fā)明一種切割頭式短壁大采高采煤機俯視圖。圖3是ー種切割頭式短壁大采高采煤機左視圖。圖4是本發(fā)明中滑動機構(gòu)主視圖。圖5是本發(fā)明中滑動機構(gòu)俯視圖。圖6是本發(fā)明中切割頭式切割裝置主視圖。圖7是本發(fā)明中永磁電機裝煤裝置俯視圖。圖8是本發(fā)明綜合機械化采煤エ藝設(shè)備布置圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖進行本發(fā)明的具體實施方式
詳細說明一、本發(fā)明的一種切割頭式短壁大采高采煤機的結(jié)構(gòu)如圖I至圖7所示，本發(fā)明的一種切割頭式短壁大采高采煤機，切割頭式切割裝置采用的是掘進機式的切割裝置，為電牽引、電拖動切割頭、液壓傳動改變切割頭式切割裝置俯仰角和向工作面內(nèi)外擺動角；裝煤裝置為永磁電機驅(qū)動裝煤滾筒的機電液一體化采煤機。一種切割頭式短壁大采高采煤機，包括機身I、滑動機構(gòu)2、回轉(zhuǎn)座3、切割頭式切割裝置4、永磁電機裝煤裝置5、行走機構(gòu)6、輔助裝置7、輔助液壓系統(tǒng)8和電氣控制系統(tǒng)9 ； 所述的機身I為長方形箱體結(jié)構(gòu)，滑動機構(gòu)2安裝于機身的采煤工作面ー側(cè)，回轉(zhuǎn)座3安裝在滑動機構(gòu)2的花鍵軸232伸出部分，切割頭式切割裝置4鉸接在回轉(zhuǎn)座3上；行走機構(gòu)6設(shè)置在機身的體內(nèi)與下面；永磁電機裝煤裝置5安裝于切割頭式短壁大采高采煤機的機頭ー側(cè)，與機身呈平行方向布置，裝煤滾筒53靠近采煤工作面ー側(cè)布置；所述的輔助裝置7、輔助液壓系統(tǒng)8和電氣控制系統(tǒng)9都設(shè)置在機身的體內(nèi)；切割頭式矩壁采煤機的行走機構(gòu)在工作面刮板輸送機上移動行走；其中I、滑動系統(tǒng)如圖I至圖5所示，所述滑動機構(gòu)2包括上滑道21、下滑道22、小搖臂23、伸縮油缸24、與油缸底座25 ;所述上滑道21固定安裝在機身I頂部，下滑道22固定安裝于機身I下部，上、下滑道都靠近機尾，位于采煤工作面ー側(cè)；所述小搖臂23的上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，小搖臂23靠近機頭側(cè)設(shè)有伸縮油缸的鉸接耳241。油缸底座25固定安裝在機身I頂部，靠近機頭與采煤工作面ー側(cè)；伸縮油缸24 —端通過小搖臂殼體銷子243鉸接在小搖臂殼體231上的伸縮油缸的鉸接耳241，另一端通過油缸底座銷子244鉸接在油缸底座25上；通過控制伸縮油缸24的行程，來推動小搖臂23在滑道內(nèi)滑動。所述小搖臂23，由小搖臂殼體231、花鍵軸232、轉(zhuǎn)臂233、軸承234、回轉(zhuǎn)油缸235組成，小搖臂殼體231為整體箱型結(jié)構(gòu)，上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，軸承234安裝在小搖臂殼體231內(nèi)部的軸承座中，花鍵軸232由軸承234支撐，有花鍵的部分伸出小搖臂殼體231與回轉(zhuǎn)座3聯(lián)接。兩軸承234中間裝有轉(zhuǎn)臂233，通過平鍵與花鍵軸232聯(lián)接，轉(zhuǎn)臂233和花鍵軸232可以同時旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臂233呈菱形，兩端設(shè)有油缸鉸接耳236，小搖臂殼體231內(nèi)部左側(cè)設(shè)有油缸鉸接耳237?；剞D(zhuǎn)油缸235 —端通過轉(zhuǎn)臂銷子238鉸接在轉(zhuǎn)臂233上，另一端通過小搖臂銷子239鉸接小搖臂殼體231上。兩根回轉(zhuǎn)油缸235上下布置，一推ー拉，共同推動轉(zhuǎn)臂233在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，同時帶動花鍵軸232旋轉(zhuǎn)。所述回轉(zhuǎn)座3固定安裝在小搖臂殼體231中伸出的花鍵軸232上，其內(nèi)圈也設(shè)置有花鍵，可以和花鍵軸232 —起旋轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)座3上設(shè)有與切割頭式切割裝置聯(lián)接的鉸接耳31，還有與擺動油缸聯(lián)接的鉸接耳32。2、截割系統(tǒng)如圖I至圖3所示，所述切割頭式切割裝置4由架體41、截割電機42、離合裝置43、減速機構(gòu)44、懸臂段45、截割滾筒46組成；所述截割電機42固定安裝在架體41上，離合裝置43設(shè)在截割電機42與減速機構(gòu)44之間，懸臂段45安裝在減速機構(gòu)44上，懸臂段45末端轉(zhuǎn)動聯(lián)接有截割滾筒46 ;所述截割滾筒46的割刀呈螺旋布置并裝在截割滾筒上，在截割滾筒內(nèi)裝有噴水管紐，并在截割滾筒設(shè)有噴水ロ，噴水ロ與噴水管組連接。截割電機42提供動カ，通過減速機構(gòu)44和懸臂段45帶動截割滾筒46進行截割煤體；所述架體41上設(shè)有擺動油缸鉸接耳411，擺動油缸33 —端通過回轉(zhuǎn)座銷子32鉸接于回轉(zhuǎn)座上，另一端通過架體銷子34鉸接于切割頭式切割裝置的架體41上。通過控制擺動油缸33伸縮來調(diào)整切割頭式切割裝置向煤壁側(cè)擺動，截割內(nèi)側(cè)煤體。通過控制小搖臂23裝置內(nèi)的回轉(zhuǎn)油缸235伸縮，可以推動轉(zhuǎn)臂233帶動花鍵軸232和回轉(zhuǎn)座3，進而帶動切割頭式切割裝置4在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動；通過控制擺動油缸33伸縮，可以控制切割頭式切割裝置4向煤壁側(cè)擺動，截割內(nèi)側(cè)煤體。當機組運行至機頭時，伸縮油缸24將滑動機構(gòu)2推移至最前方，旋轉(zhuǎn)油缸235將截割滾筒46轉(zhuǎn)動到最下方，可以完成機頭臥底；當機組運行至機尾時，伸縮油缸24將滑動機構(gòu)2推移至最后方，可以實現(xiàn)機尾順槽直接進刀。
3、裝煤裝置如圖I至圖3、圖6、圖7所示，所述永磁電機裝煤裝置包括連接臂51、永磁電機52、裝煤滾筒53、升降油缸54等；所述連接臂51通過銷子511鉸接在采煤機機身靠近機頭ー偵牝其連接臂51上設(shè)有升降油缸鉸接耳512，沿機身機頭方向靠近煤壁側(cè)還設(shè)有升降油缸鉸接耳11 ;所述升降油缸54 —端通過銷子541鉸接在連接臂51的升降油缸鉸接耳512上，另一端通過銷子542鉸接在采煤機機身上的升降油缸鉸接耳11。通過調(diào)整升降油缸54的行程來控制裝煤裝置5的臥底量；所述永磁電機52由轉(zhuǎn)子521與定子522兩部分組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為定子522并與連接臂51固定安裝在一起，外部為轉(zhuǎn)子521并與裝煤滾筒53固定聯(lián)接在一起；通過永磁電機52外部旋轉(zhuǎn)帶動裝煤滾筒53旋轉(zhuǎn)。實現(xiàn)裝煤功能。4、行走機構(gòu)又如圖I到圖3所示，行走機構(gòu)包括牽引電動機、齒輪傳動裝置、行走箱和行走齒輪；牽引電動機連接齒輪傳動軸組并裝于機身內(nèi)，行走箱和行走齒輪位于工作面的支架側(cè)的機身下面，并安裝在工作面刮板輸送機的行走齒條的上方，通過齒輪傳動裝置把牽引電 動機的動カ傳至行走齒輪，使切割頭式短壁大采高采煤機的在工作面刮板輸送機上移動行走。5、輔助裝置輔助裝置包括拖纜裝置和噴霧冷卻系統(tǒng)。所述的拖纜裝置位于切割頭式短壁大采高采煤機的機身后部，用于連接切割頭式短壁大采高采煤機供電電纜；所述的噴霧冷卻系統(tǒng)位于切割頭式短壁大采高采煤機的搖臂頂部，割煤過程中噴霧系統(tǒng)可降低工作面空氣中的煤塵含量，減少煤塵對職エ身體的危害，同時冷卻系統(tǒng)可對切割頭式短壁大采高采煤機的電機系統(tǒng)進行冷卻，降低電機系統(tǒng)損耗率。6、液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)包括油箱、油泵、各個油鈕和控制閥等。液壓系統(tǒng)的油箱和油泵位于采煤機機身中的后部，為切割頭式短壁大采高采煤機各個工作機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)、擺動提供動力。7、電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)包括變頻器、電控箱。變頻器、電控箱裝于切割頭式短壁大采高采煤機的機身內(nèi)。切割頭式短壁大采高采煤機中旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)可使切割臂上下旋轉(zhuǎn)；切割臂可向工作面內(nèi)外擺動。ニ、本發(fā)明切割頭式短壁大采高采煤機的工作方式該切割頭式短壁大采高采煤機在割煤和退機的過程中用永磁電機裝煤裝置將エ作面的落煤裝入工作面刮板輸送機，通過刮板輸送機運往順槽皮帯。切割頭式短壁大采高采煤機在割煤過程中，該切割頭式短壁大采高采煤機切割裝置的切割頭，割煤從機尾順槽進刀，切割頭向工作面煤壁伸入I. 5米進行左右擺動對工作面底部煤體進行切割，截割高度800毫米；再進行上下擺動切割，截深800毫米，靠近該切割頭式短壁大采高采煤機的機身處的700毫米未切割的煤壁受到頂板壓カ和煤體本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再進行左右擺動切割；割煤過程中采煤機向前移動行走；永磁電機裝煤裝置將切割落煤裝入工作面刮板輸送機；待切割頭式短壁大采高采煤機割煤至機頭后，進行退機エ序，退機過程中，永磁電機裝煤裝置對工作面剰余浮煤裝入工作面刮板輸送機，同時工作面液壓支架跟機進行拉架，對工作面頂板及時進行支護；待切割頭式短壁大采高采煤機退機至機尾吋，拉架エ序同時結(jié)束，工作面進行整體推溜エ序，將工作面刮板輸送機推至煤壁，將該切割頭式短壁大采高采煤機推至工作面機尾順槽內(nèi)，完成一個完整的割煤循環(huán)エ藝。三、本發(fā)明切割頭式短壁大采高采煤機綜合機械化采煤エ藝如圖8所示，切割頭式短壁大采高采煤機綜合機械化采煤エ藝設(shè)備布置圖。I、工作面的布置首先布置ー個工作面，其工作面II傾斜長度由現(xiàn)場實際情況確定在50-200米，走向長度確定在100-3000米，工作面形成后在切眼內(nèi)安裝一次采全高液壓支架.用切割頭式短壁大采高采煤機進行單向割煤，通過工作面刮板運輸機、轉(zhuǎn)載機和順槽皮帶機完成出煤。2、工作面配套設(shè)備 工作面配套設(shè)備選擇如下(I)工作面割煤設(shè)備工作面割煤設(shè)備使用切割頭式短壁大采高采煤機，裝機總功率165千瓦，電壓1140伏，牽引速度為10. 5-21米/分鐘，總重量23噸，外型尺寸5600X2300X1690毫米，結(jié)構(gòu)緊湊，采煤機功率小，割煤速度快。(2)工作面支架工作面使用采全高液壓支架12為ZY5000/28/52型掩護式液壓支架，支撐高度為2. 8-5. 2m，額定工作阻力不低于5000kN。(3)工作面及順槽運煤設(shè)備工作面刮板運輸機采用SG2764/110型刮板機，運輸能力為450噸/小時，也可根
據(jù)產(chǎn)量需求選擇運カ較大的運輸機。轉(zhuǎn)載機和順槽皮帶機均采用DSJI00/80/160型皮帶，帶速2. 5米/秒，運輸能力為800噸/小時，主電機功率160kW。(4)進回風順槽超前支護支架為CZY2500/28/52型支架。3、工作面回采エ藝流程剖煤エ藝切割頭式短壁大采高采煤機退至工作面機尾一溜子推至煤壁一割煤至機頭ー退機一清煤ー拉架。通過永磁電機裝煤裝置將切割落煤裝入工作面刮板輸送機。割煤切割頭式短壁大采高采煤機擺動搖臂割煤，循環(huán)進度I. 5米。進刀方式機尾進刀方式。機尾進刀方式切割頭式短壁大采高采煤機退至機尾，推溜，使切割頭式短壁大采高采煤機的切割頭進入煤(順槽)。即切割頭式短壁大采高采煤機的切割頭從機尾進刀ー割煤至機頭ー退機至機尾一清煤ー拉架一推溜。退機過程中，永磁電機裝煤裝置對工作面剰余浮煤裝入工作面刮板輸送機。推溜エ藝切割頭式短壁大采高采煤機割煤至機頭，再退機至機尾，整體推溜至煤壁，推溜エ藝結(jié)束。拉架エ藝切割頭式短壁大采高采煤機退機時跟機逐架拉架，實現(xiàn)了及時支護，特別有利于頂板管理。出煤系統(tǒng)割煤時切割頭式短壁大采高采煤機的永磁電機裝煤裝置將煤裝至工作面溜子一轉(zhuǎn)載機ー順槽帯。4、通風系統(tǒng)工作面采用ー進一回全風壓通風方式，進回風巷及工作面斷面大，配風能力大，系統(tǒng)解決瓦斯的能力較高。5、輔助運輸系統(tǒng)利用多功能膠輪車在回風巷或進風巷皮帶側(cè)進行輔助運輸。6、超前支護進回風順槽各安裝六組進回風順槽超前支護液壓支架13，每兩組超前支護液壓支架之間可相互推拉，解決了 20米范圍內(nèi)的超前支護問題。 7、勞動組織生產(chǎn)班每班7人，檢修班每班15人，合計36人，全隊按70%出勤率進行計算，需人數(shù)51人，隊干6人,大班人員4人,全隊共計61人。
權(quán)利要求
1.一種切割頭式短壁大采高采煤機，包括機身(I)、滑動機構(gòu)(2)、回轉(zhuǎn)座(3)、切割頭式切割裝置(4)、永磁電機裝煤裝置(5)、行走機構(gòu)(6)、輔助裝置(7)、輔助液壓系統(tǒng)(8)與電氣控制系統(tǒng)(9);所述機身為長方形箱體結(jié)構(gòu)，所述行走機構(gòu)設(shè)置在機身的體內(nèi)與下面，行走機構(gòu)在工作面刮板輸送機上移動行走；所述輔助裝置、輔助液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)都設(shè)置在機身的體內(nèi)；其特征是所述滑動機構(gòu)安裝于機身的采煤工作面一側(cè)，所述回轉(zhuǎn)座安裝在滑動機構(gòu)的花鍵軸伸出部分，切割頭式切割裝置鉸接在回轉(zhuǎn)座上；所述永磁電機裝煤裝置安裝于切割頭式短壁大采高采煤機的機頭一側(cè)，與機身呈平行方向布置；永磁電機裝煤裝置的裝煤滾筒靠近采煤工作面一側(cè)布置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種切割頭式短壁大采高采煤機，其特征是所述滑動機構(gòu)包括上滑道(21)、下滑道(22)、小搖臂(23)、伸縮油缸(24)、與油缸底座(25);所述上滑道固定安裝在機身(I)頂部，下滑道固定安裝于機身下部，上、下滑道都靠近機尾，位于采煤工作面一側(cè)； 所述小搖臂的上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，油缸底座固定安裝在機身頂部，靠近機頭與采煤工作面一側(cè)；伸縮油缸一端通過小搖臂殼體銷子(243)鉸接在小搖臂殼體(231)上，另一端通過油缸底座銷子(244)鉸接在油缸底座上；通過控制伸縮油缸的行程，來推動小搖臂在滑道內(nèi)滑動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種切割頭式短壁大采高采煤機，其特征是所述小搖臂由小搖臂殼體(231)、花鍵軸(232 )、轉(zhuǎn)臂(233 )、軸承(234)、回轉(zhuǎn)油缸(235 )組成，小搖臂殼體為整體箱型結(jié)構(gòu)，上、下兩端分別嵌在上、下滑道中，軸承安裝在小搖臂殼體內(nèi)部的軸承座中，花鍵軸由軸承支撐，有花鍵的部分伸出小搖臂殼體與回轉(zhuǎn)座(3)聯(lián)接；兩軸承中間裝有轉(zhuǎn)臂，通過平鍵與花鍵軸聯(lián)接，轉(zhuǎn)臂和花鍵軸能夠同時旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)臂呈菱形，兩端設(shè)有油缸鉸接耳(236)，小搖臂殼體231內(nèi)部左側(cè)設(shè)有油缸鉸接耳(237);回轉(zhuǎn)油缸一端通過轉(zhuǎn)臂銷子(238)鉸接在轉(zhuǎn)臂上，另一端通過小搖臂銷子(239)鉸接小搖臂殼體上；兩根回轉(zhuǎn)油缸上下布置，一推一拉，共同推動轉(zhuǎn)臂在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，同時帶動花鍵軸旋轉(zhuǎn)；所述回轉(zhuǎn)座(3)固定安裝在小搖臂殼體中伸出的花鍵軸上，其內(nèi)圈也設(shè)置有花鍵，能夠與花鍵軸一起旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種切割頭式短壁大采高采煤機，其特征是所述切割頭式切割裝置由架體(41)、截割電機(42)、離合裝置(43)、減速機構(gòu)(44)、懸臂段(45)與截割滾筒(46)組成；所述截割電機固定安裝在架體上，離合裝置設(shè)在截割電機與減速機構(gòu)之間，懸臂段安裝在減速機構(gòu)上，懸臂段末端轉(zhuǎn)動聯(lián)接有截割滾筒； 所述截割滾筒的割刀呈螺旋布置并裝在截割滾筒上，在截割滾筒內(nèi)裝有噴水管紐，并在截割滾筒設(shè)有噴水口，噴水口與噴水管組連接；截割電機提供動力，通過減速機構(gòu)和懸臂段帶動截割滾筒進行截割煤體； 所述擺動油缸一端通過回轉(zhuǎn)座銷子(32)鉸接于回轉(zhuǎn)座上，另一端通過架體銷子(34)鉸接于切割頭式切割裝置的架體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種切割頭式短壁大采高采煤機，其特征是所述永磁電機裝煤裝置包括連接臂(51)、永磁電機(52)、裝煤滾筒(53)、升降油缸(54)等；所述連接臂通過銷子(511)鉸接在采煤機機身靠近機頭一側(cè)，所述升降油缸一端通過銷子(541)鉸接在連接臂上，另一端通過銷子(542)鉸接在采煤機機身上，通過調(diào)整升降油缸的行程來控制裝煤裝置的臥底量；所述永磁電機由轉(zhuǎn)子(521)與定子(522)兩部分組成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)為定子(522)并與連接臂固定安裝在一起，夕卜部為轉(zhuǎn)子(521)并與裝煤滾筒固定聯(lián)接在一起；通過永磁電機外部旋轉(zhuǎn)帶動裝煤滾筒旋轉(zhuǎn)。
6.一種切割頭式短壁大采高采煤機的綜合機械化采煤工藝，采用切割頭式短壁大采高采煤機、運輸、液壓支架與輔助運輸設(shè)備，以及一進一回通風方式，為后退式一次采全高；其特征是該綜合機械化采煤工藝具體流程為 工作面的布置工作面傾斜長度設(shè)在10-200米，走向長度確定在100-3000米； 割煤從機尾順槽進刀，切割頭向工作面煤壁伸入I. 5米進行左右擺動對工作面底部煤體進行切割，截割高度500-1000毫米；再進行上下擺動切割，截深500-1000毫米，靠近該切割頭式短壁大采高采煤機的機身處的500-700毫米未切割的煤壁受到頂板壓力和煤體本身的自重作用自行垮落，未跨落的煤壁再進行左右擺動切割；割煤過程中切割頭式短壁大采高采煤機向前移動行走；永磁電機裝煤裝置將切割落煤裝入工作面刮板輸送機； 待切割頭式短壁大采高采煤機割煤至機頭后，進行退機工序，退機過程中，永磁電機裝煤裝置對工作面剩余浮煤裝入工作面刮板輸送機，同時工作面液壓支架跟機進行拉架，對工作面頂板及時進行支護； 待切割頭式短壁大采高采煤機退機至機尾時，拉架工序同時結(jié)束，工作面進行整體推溜工序，將工作面刮板輸送機推至煤壁，將該切割頭式短壁大采高采煤機推至工作面機尾順槽內(nèi)，完成一個完整的割煤循環(huán)工藝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種切割頭式短壁大采高采煤機及綜合機械化采煤工藝，該機包括機身、滑動機構(gòu)、回轉(zhuǎn)座、切割頭式切割裝置、永磁電機裝煤裝置、行走機構(gòu)、輔助裝置、輔助液壓系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)；特點是滑動機構(gòu)安裝于機身的采煤工作面一側(cè)，回轉(zhuǎn)座安裝在滑動機構(gòu)的花鍵軸伸出部分，切割頭式切割裝置鉸接在回轉(zhuǎn)座上；永磁電機裝煤裝置安裝于切割頭式短壁大采高采煤機的機頭一側(cè)，與機身呈平行方向布置；裝煤滾筒靠近采煤工作面一側(cè)布置。該工藝特點是割煤從機尾順槽進刀，切割頭向工作面煤壁伸入1.5米進行左右擺動對工作面底部煤體進行切割；它外形體積和重量小，增強了采煤機的適應(yīng)性，給采煤機的安裝與運輸創(chuàng)造了便利，特別適用于中、小型煤礦。
文檔編號E21C31/10GK102678110SQ20121014992
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月5日
發(fā)明者閆振東 申請人:閆振東